水污染治理基本方法厌烦氧废

可编辑版
6
4-1
厌氧处理要求酸的形成速度与甲烷的形成速 度相平衡。由于甲烷形成的速度较慢，所以碱性 发酵将控制整个系统的反应速度，即在整个过程 中必须维持有效的碱性发酵条件。一般为了维持 有 效 的 处 理 效 果 ， 厌 氧 分 解 的 pH 值 应 保 持 在 6.6～7.3之间。
可编辑版
7
厌氧生物处理的方法和基本功能有二：
产生消化气，主体是CH4
大分子有机物
水解
(碳水化合物，
蛋白质，脂肪等) 细菌的胞外
水解的和溶 解的有机物
酶
有机酸 醇类 醛类等
乙酸化 乙酸细菌
乙酸
甲烷化 甲烷细菌
H2，CO2
甲可编烷辑细版 菌
酸化 产酸细菌
CH4
CH4
11
厌氧消化中，产乙酸细菌和产甲烷细菌之间有复杂 和严格的共生关系，只有保持一种平衡状态才能有效 完成有机物的全部转化过程，复杂有机物的绝大部分 (72％的COD)是经过乙酸再生成甲烷的，脱硫弧菌 (硫酸还原细菌)也具有与产乙酸细菌相类似的作用， 能将乳酸、丙酮酸和乙醇转化为H2、CO2和乙酸，但 在含硫无机物(SO42-、SO32-)存在时，它将优先还原 SO42-、SO32-，产生H2S，形成与甲烷细菌对基质的 竞争。
甲烷细菌是专性厌氧的，目前已从纯培养中分离出 数十种甲烷细菌，它们在形态上有明显的差别，但在细 胞壁的结构方面有许多相似之处。值得提出的是甲烷八 叠球菌，它的效率高，能利用甲醇、乙酸和CO2作为基质。 与产酸菌相比，甲烷细菌对温度、pH值、有毒物质等更 为敏感。
可编辑版
12
2 厌氧过程的影响因素
(1) pH值和温度 (2) 有机物负荷 (3) 搅拌和混合 (4) 污水的C／N比 (5) 抑制细菌生长物质
厌氧消化对温度的突变也十分敏感，要求日变 化小于±2℃。温度突变幅度太大，会招致系统的 停止产气。
可编辑版
14
影响甲烷菌 生长的因素
pH：6.8~7.2 温度：35~38ºC和52~55ºC
甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过 高的SO42-，SO32-。
污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱 度中和有机酸，其pH有可能维持在6.8以上，酸化和甲 烷化两大类细菌就可以共存，从而消除分阶段现象。
（1）酸发酵的目的是为进一步进行生物处理 提供易生物降解的基质；
（2）甲烷发酵的目的是进一步降解有机物和 生产气体燃料。
可编辑版
8
4-4
可编辑版
9
表 有机物厌氧消化过程
生化阶段 物态变化
生化过程
Ⅰ 液化（水解）
大分子不溶 态有机物转 化为小分子 溶解态有机
物
Ⅱ
酸化（1） 酸化（2）
小分子溶解 态有机物转
可编辑版
2Βιβλιοθήκη Baidu
4.1 概述
污水厌氧生物处理是指在断绝供氧 （无分子氧）条件下，通过厌氧微生物 (包括兼氧微生物)的作用（生命活动过 程），将污水中的各种复杂有机物分解 转化成较简单的有机物和无机物（甲烷 和二氧化碳等物质）的处理过程，在工 程上称为污水的厌氧生物处理，也称厌 氧消化。与好氧过程的根本区别在于不 以分子态的氧作为受氢体，而以化合态 的氧、碳、硫、氢等为受氢体。
厌氧法与好氧法相比，降解较不彻底，放出的热 量少，反应速度低。
主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高
的有机工业废水的处理。
可编辑版
15
厌氧过程的影响因素
(2) 有机物负荷
如果向消化池连续投入适量的有机物、营 养源，则细菌能够保持高浓度的水平，脂肪酸 的生成、甲烷发酵都将正常进行，低级脂肪酸 也将保持适当的浓度能够向消化池投加的有机 物量，即有机物的最大负荷量因污水的种类而 异，因此，在实际上对每种污水都必须是通过 试验来确定其最适宜的负荷量。
4
厌氧污水污泥处理技术的发展
1860年法国的Muras将简易沉淀池改为污泥 处理构筑物； 1895年英国Cameron进一步改进为腐化池； 1903年英国的Travis首先建成了双层沉淀池； 1906年德国的Imhoff发明Imhoff双层沉淀 池； 1912年英国的伯明翰市建了第一个消化池； 1920年英国Watson建成最早二级消化池，同 时利用了沼气； 1925－1926年在德国、美国相继建成较标准 的消化池。
可编辑版
5
4.1.1 厌氧生物处理的基本原理
1 厌氧分解过程
我们把污水的好氧生物处理简称为生物处 理，而把污泥的厌氧生物处理称作污泥消化。
污水的厌氧生物处理是一个复杂的微生物 化学过程，它是依靠三大主要类群的细菌：水 解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的 联合作用来完成的。因而可以粗略地将有机物 的厌氧分解过程分为两个阶段。在第一阶段中， 产酸细菌把存在于细菌中的复杂有机物转化成 较简单的有机物和CO2、NH3、H2S等无机物， 在第二阶段中，甲烷细菌接着将简单的有机物 分解成CH4和CO2等。
化为
（H2+CO2） 及A、B两类
产物
B类产物转化
为（H2+CO2） 及乙酸等
Ⅲ 气化
CH4、CO2 等
菌群
发酵工 艺
甲烷发 酵
酸发酵
发酵细菌
产氢产乙酸细 菌
甲烷细菌
——
可编辑版
10
污泥的厌氧处理面对的是固态有机物，所以称 为消化。
两阶段:
消化 过程
四阶段:
液化(酸化) 气化(甲烷化)
液态污泥的pH迅速下降， 转化产物中有机酸是主体
第4章 污水的厌氧生物处理
4.1 概述 4.1.1 厌氧生物处理的基本原理
1 厌氧分解过程 2厌氧过程的影响因素
4.1.2 好氧生物处理与厌氧生物处理 的区别 4.2 厌氧处理方法与设备 4.3 厌氧生物处理法的设计
可编辑版
1
三、污水的厌氧生物处理
（一）厌氧生物处理的基本原理 1．厌氧分解过程
2．厌氧过程的影响因素 （二）好氧生物处理与厌氧生物处理的 区别 （三）厌氧处理设备及工艺
可编辑版
3
厌氧生物处理——
在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性 厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有 机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处 理法或厌氧消化法。
厌氧生物处理法的处理对象是：高浓度
有机工业废水(如屠宰场污水、发酵工业 污水、羊毛洗涤污水等) 、城镇污水的污
泥、动植物残体及粪便等。
可编辑版
可编辑版
13
厌氧过程的影响因素
(1) pH值和温度 经验和研究表明，pH值和温度是影响甲烷
细菌生长的两个重要环境因素。 pH值应在6.8~7.2之间。
厌氧处理工艺一般分为 常温（10～34℃）、 中温(35～40℃)、 高温(50-55℃)3种。
甲烷细菌对温度的变化很敏感，因此要保 持温度的恒定。通常采用的厌氧处理的温度一 般选择在35～55℃。